机械自动化元件第05讲光电开关

第05讲光电开关知识点：(1).光电开关的基本原理(2).光电开关分类(3).光电开关的基本应用1光电开关的基本原理光电开关的定义

光电开关是传感器大家族中的成员，它把发射端和接收端之间光的强弱变化转化为电流的变化以达到探测的目的。由于光电开关输出回路和输入回路是电隔离的（即电缘绝），所以它可以在许多场合得到应用。光电开关外形

光电开关的特点：检测距离长几乎不受检测物体的制约响应速度快分辨率高可实现非接触的检测可实现颜色判别

它是利用被检测物对光束的遮挡或反射,由同步回路选通电路,从而检测遮挡物体的有无。所有能反射光线的物体均可被检测(物体不限于金属)。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出,接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行检测。工作原理它们分为：发送器、接收器和检测电路。发射器：发光二极管、红外发射二极管接收器：光电二极管、光电三极管、光电池组成。光电开关的主要性能参数工作电压：光电开关额定电压检测距离：从基准位置到检测面的空间距离回差距离：动作距离与复位距离之间的绝对值响应频率：按规定的1秒的时间间隔内，允许光电开关动作循环的次数。输出状态：分常开和常闭检测方式：可分为漫反射式，镜反射式，对射式等输出形式：pnp三线、npn三线、npn二线、pnp二线等光电开关选用原则1、根据测量对象与测量环境确定光电开关的类型

2、灵敏度的选择 3、频率响应特性4、精度5、稳定性

光电开关按照其内部的光电元件来分，有NPN、PNP、NMOS、PMOS几种，其中NMOS与NPN型、PMOS与PNP型接线相同。

光电开关的安装接线各种开关均有褐色、蓝色、黑色连线，其中褐色线为电源（+），蓝色线为电源（-），黑色线为信号线。

NPN型负载接在褐色线与黑色线之间，PNP型负载接在黑色线与蓝色线之间。注意事项1、使用时的注意事项

1）检测体大小的影响：对于对射型，若物体大于最小检测体，则能检测。2）检测物体材质的影响：对于对射型检测物体必须为不透明体。对于漫反射型，检测距离按检测体的材质而异。

3）避免强光源：光电开关在环境照度较高时，一般都能稳定工作。但应回避将传感器光轴正对太阳光、白炽灯等强光源。2、安装时的注意事项

1）周围物体的反射：光电开关直接在平面（特别是光滑平面的场合）或靠近状态下安装的场合，光会造成动作不稳定，请更改按钻高度或加遮光板等。

2）安装面的影响：安装面粗糙时，反射光造成动作不稳定。请更改安装高度、安装角度等使其动作稳定

3）相互干扰：在多个光电开关并列使用的场合，有可能产生相互干扰。光电开关误动作下列场所，一般有可能造成光电开关的误动作，应尽量避开： ●灰尘较多的场所； ●腐蚀性气体较多的场所； ●水、油、化学品有可能直接飞溅的场所； ●户外或太阳光等有强光直射而无遮光措施的场所。 ●环境温度变化超出产品规定范围的场所； ●振动、冲击大，而未采取避震措施的场所。安装须知平行安装时

相对安装时

埋入式安装时

非埋入式安装时光电开关的分类与特点光电开关可分为直射型和反射型两大类。直射型光电开关的发射器和接收器相对安放，轴线严格对准。当有物体在两者中间通过时，红外光束被遮断，接收器接收不到红外线而产生一个负脉冲信号。直射型光电开关的检测距离一般可达十几米，对所有能遮断光线的物体均可检测反射型：1）反射镜反射型2）漫反射型各种检测方式比较：检测方法检测体优点缺点对射型（透过型）不透明体检测精度高

能检测小物体可进行长距离的检测光轴调校困难

配线困难

镜片反射型透明体不透明体配线容易

检测距离为几米光轴调校容易要注意检测物体的反射率

需要反射板漫反射型

透明体

不透明体可检测透明体

检测距离为几十厘米要注意检测体以外的反射光1）直射型直射式光电开关原理ObjectReceiver

直射式光电开关由相互分离且相对安装的光发射器和光接受器组成。当被检测物体位于发射器和接受器之间时，光线被阻断，接受器接受不到红外线而产生开关信号。被检测物体光发射器光接收器反射型光电开关

反射型光电开关分为两种情况：

反射镜反射型被测物漫反射型（简称散射型）。

反射镜反射型光电开关

反射镜反射型光电开关采用较为方便的单侧安装方式，但需要调整反射镜的角度以取得最佳的反射效果。反射镜通常使用三角棱镜，它对安装角度的变化不太敏感，有的还采用偏光镜，它能将光源发出的光转变成偏振光（波动方向严格一致的光）反射回去，提高抗干扰能力。定区域反射式光电开关原理

定区域式光电开关有一个非常确定的检测区域，不经过该区域的被测物体不会引起光电开关产生开关信号。检测距离检测距离调制型光电开关原理

光电开关的LED多采用中频（40kHz左右）窄脉冲电流驱动，从而发射40kHz调制光脉冲。相应地，接收光电元件的输出信号经40kHz选频交流放大器及专用的解调芯片处理，可以有效地防止太阳光、日光灯的干扰，又可减小发射LED的功耗。

被测物漫反射型光电开关原理漫反射光线反射光线被检测物体光发射器和光接受器发射光线

漫反射型光电开关集光发射器和光接受器于一体。当被测物体经过该光电开关时，发射器发出的光线经被测物体表面反射由接受器接受，于是产生开关信号。额定距离光电开关在流

水线上的应用2023/2/3送料器定区域式光电开关咖啡罐流水线运行方向